La explotación de hidrocarburos en condiciones extremas o ambientes agresivos, y el aumento en la producción, así como la explotación de aceites cada vez más pesados, ha llevado a que los componentes fabricados con aceros microaleados sean sometidos a esfuerzos cada vez más cercanos a sus límites mecánicos con las subsiguientes consecuencias. Bajo estas condiciones, y usando los aceros que se encuentran en el mercado actualmente, para evitar fallas es necesario aumentar el espesor de los componentes, pero el aumento del espesor implica: 1. Retos tecnológicos para la producción de aceros con espesor grueso con las características microestructurales requeridas. 2. Aumento en el costo de fabricación. 3. Aumento en el costo de transporte de los componentes fabricados. 4. Disminución de la soldabilidad de los componentes (distorsión, esfuerzos residuales, microestructuras de baja temperatura, ablandamiento o endurecimiento de la zona afectada por el calor, ZAC). 5. Aumento del riesgo del agrietamiento asistido por el hidrógeno en el material base y en la zona de la soldadura. Para disminuir los costos en la fabricación de sistemas de transporte por ductos, se han desarrollado nuevos aceros microaleados con mayor resistencia mecánica y tenacidad; pero debido al aumento de la resistencia mecánica, también estos aceros se vuelven más susceptibles al AAH tanto en el material base como en la zona de la soldadura. Por otro lado, dada la situación mundial actual de disminución de las reservas de petróleo y del calentamiento global producido por la formación de gases de efecto invernadero a partir de la combustión de hidrocarburos, se ha vuelto imprescindible la búsqueda de nuevas fuentes de energía no contaminantes y amigables con el medio ambiente, en donde el hidrógeno es el candidato a sustituir al petróleo como fuente principal de energía (1) (2). En una economía de hidrógeno, este necesitaría ser transportado desde su fuente de producción hacia las zonas industriales para su distribución. En este sentido resulta económicamente factible utilizar la red de los sistemas de transporte por ducto de hidrocarburos actualmente instalados y por instalar (3) (4). Como regla, el transporte de hidrógeno requiere de diámetros más grandes (4), y por consiguiente es económicamente factible utilizar aceros de mayor resistencia mecánica para disminuir el espesor de los ductos logrando además una mejor soldabilidad. Dado éste panorama, se vuelve de gran importancia caracterizar el comportamiento mecánico de los aceros microaleados de alta resistencia destinados actualmente al transporte de hidrocarburos en presencia de hidrógeno, y en particular el comportamiento de las soldaduras ya que en estas, por la naturaleza misma del proceso, es donde se presentan las zonas más susceptibles al AAH. En este proyecto se propone una metodología experimental para estudiar el AAH en la ZAC. Mediante evaluaciones de la difusión de hidrogeno, se determinara cual subzona de la ZAC es la más susceptible al AAH.

En referencia a los aceros microaleados, la tendencia mundial es desarrollar aceros cada vez con mejores propiedades mecánicas; lo que ha llevado a investigar el comportamiento del agrietamiento asistido por el medio (por ejemplo, corrosión asistida por esfuerzos, agrietamiento asistido por el hidrógeno, corrosión fatiga), ya que estos aceros al tener mejores resistencias, se vuelven más susceptibles. Sin embargo, ha habido muy poco desarrollo en los procesos de soldadura para controlar los cambios microestructurales que se presentan en las zonas de la soldadura. Aunque en el acero base tenga las mejores propiedades mecánicas, la mejor tenacidad y la mejor resistencia a la susceptibilidad al agrietamiento, si no se tiene un buen diseño de la soldadura, se pueden obtener microestructuras y/o esfuerzos residuales desfavorables que pueden llevar a una falla prematura de la estructura. Por lo tanto, investigar el comportamiento de la soldadura se vuelve más importante que estudiar el comportamiento del material base, ya que la soldadura controlara el comportamiento de la estructura. Para controlar las propiedades mecánicas y el comportamiento de la soldadura, primero se requiere conocer o entender cómo son afectadas éstas con respecto a los parámetros del proceso de la soldadura, y a su vez, entender el efecto del AAH en ellas. Los resultados del presente estudio permitirán evaluar la factibilidad de la utilización de estos aceros microaleados experimentales de alta resistencia en la construcción de sistemas de transporte por ducto en medios amargos, lo que llevara a la optimización de recursos y aumento en la producción de hidrocarburos, esto debido a que se podrá aumentar el diámetro de los ductos sin la necesidad de aumentar el espesor. Se podrá analizar la habilidad de los defectos de estos aceros experimentales (precipitados principalmente) para disminuir y controlar el AAH en la ZAC. La metodología propuesta permitirá: i. Entender el comportamiento del crecimiento del AAH por fatiga de las soldaduras de aceros microaleados experimentales de alta resistencia. ii. Entender cuál es el efecto de las trampas en la ZAC en la susceptibilidad al AAH. iii. Relación de la estructura - propiedades - comportamiento de las soldaduras de estos aceros microaleados. iv. Desarrollo de una nueva técnica para la determinación de hidrógeno en materiales metálicos. v. Analizar la posibilidad de utilizar en un futuro estos aceros en el transporte de hidrógeno.